(57)【要約】【課題】ホーム上に設置するだけでプラットホーム上家等の建築限界を測定することのできる方法及び装置を提供する。【解決手段】距離計測器７で水平定規４までの水平距離を求めておき、次に内外のレール１３Ａ，１３Ｂまでの距離を測定する。そして、同じ角度で水平定規４までの斜辺の距離を測定する。これにより、測定点Ｏを含む、三角形ＯＰＲと、三角形ＯＳＴとが相似形となり、関数計算により、計測器からレールまでの高さＳＴを求めることが可能となる。同様にして、プラットホーム上屋端の高さＯＹを求める。次に、距離計測器７から上屋端１２Ａまでの高さＢＺ（ＯＹと同じ）と、レール上面までの高さとを足すことにより、レール頭頂面から上屋端までの高さを求めることができ、鉄道における測定対象物の建築限界を測定することが可能である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラットホーム上に立設される基台と、水平定規部及び垂直定規部を有し、前記基台に脱着自在に取り付けられる枠組形成されたフレーム枠体と、該フレーム枠体上に取り付けられた非接触式の距離計測機とで構成された装置による建築限界の測定方法であって、距離計測器によって当該計測機から水平定規部までの水平距離を測定し、また距離計測器から内外のレールまでの距離を測定すると共に、同じ角度のままでそれぞれ水平定規部までの距離を計測し、三角関数を用いて内外のレールについて距離計測器までの高さを求めるようにし、続いて距離計測器から垂直定規部までの垂直距離を測定し、また距離計測器から上屋端までの距離を測定すると共に、同じ角度のままで垂直定規部までの距離を計測し、三角関数を用いて距離計測器から上屋端までの高さを求めるようにし、前記の要領で求めた内側のレールから距離計測器までの高さと、当該距離計測器から上屋端までの高さとを和算することにより、内側レールから上屋端までの高さを算出するようにしたことを特徴とする鉄道の建築限界測定方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の方法によって求めた内外のレールの高さの差を求めてカントとし、そのカントの分だけ上屋端等の測定データを座標軸上で回転させ、建築限界を求めるようにしたことを特徴とする鉄道の建築限界測定方法。
【請求項３】
プラットホーム上に立設される基台と、水平定規部及び垂直定規部を有し、前記基台に脱着自在に取り付けられる枠組形成されたフレーム枠体と、該フレーム枠体上に取り付けられた非接触式の距離計測器とで構成したことを特徴とする鉄道の建築限界測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道線路における建築構造物の列車走行に支障となる建築限界との離れ量の調査や測定を、プラットホーム上に設置した測定装置で非接触式に測定できるようにした技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、鉄道線路における建築構造物の列車走行に支障となる建築限界の測定は、２年を越えない単位で行う定期検査やこれ以外に、駅員及び乗務員からの申告、プラットホーム上家の修繕や道床バラスト突き固め及びレール交換等の機会に行われている。従来の建築限界の測定方法は、簡単なメジャー等の器具を用いた人海戦術的要素が多い方法やゲージを利用した器具を用いたり、特殊な車両又は台車を用いる方法、三脚上にセオドライト等の測定器を設置して三点測量により行う方法等が行われている。
なお、特殊な台車を用いる場合は、台車の内外のレールに対応する二カ所の位置に、レーザー距離計測器を設置し、これらの計測器からレーザーを用いてホーム端と、上屋端までの距離を計測し、二カ所のレーザー測定器の角度差からホーム端と上屋端との建築限界を測定している。
【０００３】
ところが、前記従来のゲージ方式による建築限界の測定方法にあっては、作業員の一人が軌道上へ降りて行わなければならず、列車往来に対する接触事故の危険があった。しかも、軌道上作業者以外にホーム上作業者が必要であり、測定作業員数が増加するという欠点があった。また下げ振り竿５が３〜４ｍの長尺物であるため、線路上方の高圧線に触れて感電する危険があり、風の強い日には下げ振りが安定せず、天候に左右されるという欠点があった。
【０００４】
一方、人海戦術による方法では非能率的であり、特殊な車両や台車を用いる場合は、列車ダイヤの合間を見計らってこれらの車両や台車を走行させて行わねばならず、作業を行う上での制限が多く、不便であった。更にまた、三点測量方式による場合は、三脚上の測定機器を据え付けるのに水平レベル調整等の調整作業が多く、手間取るという欠点があり、また測定機器を軌道上に設置しなければならない場合があることから、やはり列車往来に対する接触事故等の危険があった。
【０００５】
そのため、本出願人は特許文献１で示すように、レーザー、ミリ波等を用いてプラットホームから非接触式で鉄道における建築限界を測定する方法及び装置を既に開発済みである。この特許文献１に記載された技術は、プラットホームの端面にレーザー、ミリ波等を利用した非接触式の測定器の基盤をレールと平行に配設し、この位置で測定器を回動させてレールまでの距離と角度を検知すると共に、同様にして測定対象物までの距離と角度を検知している。距離と角度は、レーザー，ミリ波等を測定対象物へ照射し、その反射波から測定対象物までの距離とそのときの角度を測定するものである。このようにして求めた距離と角度とのデータは、事務所へ持ち帰った後、演算処理し、レール中心から測定対象物までのＸ軸寸法とＹ軸寸法とを演算して求めるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−５０７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記本出願人が先に出願した特許文献１の発明にあっては、現場のプラットホームで計測したデータを事務所へ持ち帰って演算処理する必要があり、測定した現場において建築限界を知ることができないでいた。そのため、事務所で演算処理した結果、建築限界と干渉する場合には、再度現場へ測定器材を搬入して測定を行い。再確認を行う等の必要があった。
【０００７】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、プラットホーム上に設置した距離計測器から水平又は垂直定規部と目標までの距離を計測することのみで、自動的に現場においてプラットホーム上家等の建築限界を測定することのできる方法及び装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、プラットホーム上に立設される基台と、水平定規部及び垂直定規部を有し、前記基台に脱着自在に取り付けられる枠組形成されたフレーム枠体と、該フレーム枠体上に取り付けられた非接触式の距離計測機とで構成された装置による建築限界の測定方法であって、距離計測器によって当該計測機から水平定規部までの水平距離を測定し、また距離計測器から内外のレールまでの距離を測定すると共に、同じ角度のままでそれぞれ水平定規部までの距離を計測し、三角関数を用いて内外のレールについて距離計測器までの高さを求めるようにし、続いて距離計測器から垂直定規部までの垂直距離を測定し、また距離計測器から上屋端までの距離を測定すると共に、同じ角度のままで垂直定規部までの距離を計測し、三角関数を用いて距離計測器から上屋端までの高さを求めるようにし、前記の要領で求めた内側のレールから距離計測器までの高さと、当該距離計測器から上屋端までの高さとを和算することにより、内側レールから上屋端までの高さを算出するようにしたことを特徴とする鉄道の建築限界測定方法である。
【０００９】
本発明が採用した請求項２の手段は、前記請求項１に記載の方法によって求めた内外のレールの高さの差を求めてカントとし、そのカントの分だけ上屋端等の測定データを座標軸上で回転させ、建築限界を求めるようにしたことを特徴とする鉄道の建築限界測定方法である。
【００１０】
本発明が採用した請求項３の手段は、プラットホーム上に立設される基台と、水平定規部及び垂直定規部を有し、前記基台に脱着自在に取り付けられる枠組形成されたフレーム枠体と、該フレーム枠体上に取り付けられた非接触式の距離計測器とで構成したことを特徴とする鉄道の建築限界測定装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明の測定器は、レーザー、ミリ波等を利用した非接触式のものであり、測定対象物へ照射することにより、その反射波から測定対象物までの距離と角度とを測定することが可能である。而して、この発明では、水平定規に例えばレーザー光線を照射することにより、水平定規までの水平距離を求めておき、次に内外のレールにレーザー光線を照射し、その距離を測定すると共に、そのままの角度で水平定規までの斜辺の距離を測定している。これにより、レーザー距離計測器から水平定規までの水平な辺及びレールへ照準したときの角度における水平定規と交差する点までの斜辺とにより形成される三角形と、レールとレーザー距離計測器とで同様にして形成される三角形とが相似形となり、関数計算により、計測器からレールまでの高さを求めることが可能となる。
同様にして、プラットホーム上屋端の高さを求める。なお、この場合、水平定規の代わりに垂直定規を用いて行う。そして、プラットホーム上屋端の高さが求まれば、レーザー距離計測器から上屋端までの高さと、レール上面までの高さとを足すことにより、レール頭頂面から上屋端までの高さを求めることができ、鉄道における測定対象物の建築限界を測定することが可能である。
【００１２】
請求項２の発明は、内外のレールの高さの差を求めることにより、カントを求めることができ、このカントに応じて測定対象物の座標軸を修正することにより、現場に合致した正しい建築限界を求めることが可能である。
【００１３】
この請求項３の発明は、前記請求項１及び２の方法を実施するための装置であって、軽量かつコンパクトで携帯ができ、プラットホーム上に設置してその位置から測定対象物までの距離及び角度を測定することができ、線路内へ降りる必要もないので、極めて安全に建築限界の測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。図１〜図３は本発明の一実施の形態に係るものであり、図１は建築限界測定装置１を示す斜視図、図２はこれをプラットホーム２上に設置して測定対象物までの距離と角度とを測定している状態を示す図面、図３は測定方法を説明するための図面である。
【００１５】
同図に示す如く、この実施の形態に係る建築限界測定装置１は、プラットホーム２上に立設される三脚等の基台３を有している。基台３は、折り畳み自在であり、図示しないけれども水平に設置するための目玉状の水平器が取り付けられている。この基台３には、水平定規部４及び垂直定規部５を有する枠組形成されたフレーム枠体６が着脱自在に取り付けられている。フレーム枠体６は、アルミ合金等の軽量形鋼等で枠組形成されており、作業員が携帯しての搬入及び搬出が便利なように分解組立又は折り畳み自在である。
【００１６】
またこのフレーム枠体６の下枠６Ａは、レーザー光線が通過可能な長窓の穿設された板状体であり、その上面にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在なスライダー（図示省略）が取り付けられている。このスライダー上に、非接触式のレーザー距離計測器７が着脱自在且つ水平面内及び垂直面内で角度調節自在に取り付けられている。更に、フレーム枠体６の上枠６Ｂには、フレーム枠体６の水平状態を調節するための水平器８が取り付けられている。なお、図１において、符号９は水平器１０を備えた長尺状の簡易定規、符号１１は基台３のハンドルである。
【００１７】
次に、このように構成された建築限界測定装置１による測定対象物に対する建築限界の測定方法について説明する。先ず建築限界測定装置１を、作業員が携帯してプラットホーム２上へ搬入し、セットする。セッティングは、先ず、基台３を水平に設置する。そして、この基台３上にフレーム枠体６をネジ締めする等して組み立てて固定する。最後に、フレーム枠体６のスライダー上にレーザー距離計測器７を取り付ければよい。
然る後は、フレーム枠体６と、レーザー距離計測器７の取付位置の微調整を行う。フレーム枠体６の位置決めは、携帯定規９をフレーム枠体６の下枠６Ａ上に載置して前枠６Ｃの背面側に密着させ、その状態で簡易定規９の長尺方向の縁辺がレール１３Ａ，１３Ｂと平行になるように基台３の向きを微調整して行う。そして、スライダを利用してレーザー距離計測器７がレール１３Ａ，１３Ｂに対して直交するように向きを調節すると共に、測定対象物である上屋端１２の最も突出している点に照準が合うように水平方向へ移動させて微調整する。
【００１８】
次に、このように構成された建築限界測定装置１の動作態様をプラットホーム上家１２の端部１２Ａを測定する場合に基づいて、図２及び図３を参照して説明する。先ず、簡易水平器９をフレーム枠体６の前枠６Ｃの前面側に当接させ、レーザー距離計測器７を水平に設置した状態から水平方向へレーザー光線を照射する。レーザー光線は、前記簡易水平器９の背面側で反射してレーザー距離計測器７で受光され、前枠６Ｃまでの水平距離（ＯＰ）が自動的に計測される。その数値は、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存される。
【００１９】
次に、レーザー距離計測器７の角度を下げてレーザー光線が内側のレール１３Ａの内側に当たるように角度を調整し、その角度に固定する。そして、この状態でレール１３Ａの内側端へ照射したレーザー光線の反射光を受光してその距離（ＯＴ）を計測する。その数値は、前記水平距離の場合と同じように、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存される。続いてレーザー距離計測器７を同じ角度のままにしておき、簡易水平器９をフレーム枠体６の前枠６Ｃの前面側に当接させながらレーザー光線が当たる位置までスライドさせる。そして、簡易水平器９の背面側で反射したレーザー光線を受光し、前枠６Ｃまでの斜辺の長さ（ＯＲ）を測定する。その数値が、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存されることは前記の場合と同様である。
【００２０】
ところで、このようにして計測されたデータにおいて、三角形ＯＰＲと、三角形ＯＳＴとは相似形である。今、レーザー距離計測器７によって、三角形ＯＰＲの斜辺ＯＲの距離が計測され、またレール１３Ａの内側端までの距離ＯＴが計測されており、計測点Ｏからレール１３Ａの内側端までの水平距離ＯＳは、
ＯＲ：ＯＴ＝ＯＰ：ＯＳ
ＯＳ＝ＯＴ×ＯＰ／ＯＲ  ……（１）
の式により求めることが可能である。そして、三角形ＯＳＴにおいて、
Tanθ＝ＳＴ／ＯＳ
ＳＴ＝ Tanθ×ＯＳ    ……（２）
式となるので、この（２）式に（１）式を代入すると、
ＳＴ＝ Tanθ×ＯＴ×ＯＰ／ＯＲ  ……（３）
式が得られる。つまり、計算によって、レール１３Ａの内側端から測定点Ｏまでの高さＳＴを求めることが可能である。
【００２１】
同様にして、外側のレール１３Ｂの内側端から測定点Ｏまでの高さＵＶを求めることが可能である。この場合は、測定点Ｏからレール１３Ｂの内側端までの距離ＯＶと、測定点Ｏから水平定規４までの斜辺の長さＯＱとを求め、三角形ＯＰＱと、三角形ＯＵＶとが相似形であることを利用して関数計算を行えばよい。求める式は、レーザー距離計測器７の角度をβとすると、
ＵＶ＝ Tanβ×ＯＶ×ＯＰ／ＯＱ  ……（４）
である。
【００２２】
然る後は、レーザー距離計測器７を垂直方向に向け、簡易水平器９をフレーム枠体６の上枠６Ｂの上面側に当接させ、レーザー距離計測器７から垂直方向へレーザー光線を照射する。レーザー光線は、前記簡易水平器９の背面側で反射してレーザー距離計測器７で受光され、上枠６Ｂまでの水平距離（ＯＷ）が自動的に計測される。その数値は、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存される。
【００２３】
次に、レーザー距離計測器７の角度を下げてレーザー光線がプラットホーム上屋１２の最も線路側へ突出している端部１２Ａへレーザー光線を照射し、その反射光を受光して距離（ＯＺ）を計測する。この場合も、その数値は、前記各場合と同じように、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存される。
続いてレーザー距離計測器７を同じ角度のままにしておき、簡易水平器９をフレーム枠体６の上枠６Ｂの上面側に当接させながらレーザー光線が当たる位置までスライドさせる。そして、簡易水平器９の背面側で反射したレーザー光線を受光することによって、上枠６Ｂまでの斜辺の長さ（ＯＸ）を測定する。その数値が、距離計測器７の表示部にそのまま表示されると共に、内部のメモリー回路にデータ保存されることは、前記各場合と同様である。
【００２４】
このようにして計測されたデータにおいて、三角形ＯＷＸと、三角形ＯＹＺとは相似形である。レーザー距離計測器７によって求められた三角形ＯＷＸの、底辺ＯＷの距離及び斜辺ＯＸの距離と、測定点Ｏから上屋端１２Ａまでの距離ＯＺとから、三角形ＯＹＺの底辺ＯＹの長さ（測定点Ｏから上屋端１２Ａまでの高さ寸法ＢＺに相当）は、
ＯＸ：ＯＺ＝ＯＷ：ＯＹ
ＯＹ＝ＯＺ×ＯＷ／ＯＸ  ……（５）
の式により求めることが可能である。
【００２５】
上述のようにして求めたレール１３Ａの内側端Ｔから測定点Ｏまでの高さ寸法ＳＴと、測定点Ｏからプラットホーム１２の上屋端１２Ａまでの高さ寸法ＯＹとを足せば、レール内側端Ｔから上屋端１２Ａまでの高さ寸法を算出することが可能である。そして、レール１３Ａの種類によってその高さ寸法は予めわかっているので、その値を引くことにより、レール１３Ａの頭頂面Ｔ１から上屋端１２Ａまでの高さ寸法ＡＺを求めることができる。すなわち、
ＡＺ＝（ＳＴ＋ＯＹ）−（Ｔ１−Ｔ）  ……（６）
式により求めることができる。
【００２６】
次に、レール１３Ａの頭頂面Ｔ１から上屋端１２Ａまでの距離ＺＴ１を算出する。これは直角三角形ＺＡＴ１の直角を成す二辺ＡＺと、ＡＴ１との長さから関数計算をすることで求めることが可能である。高さを表す辺ＡＺについては、前記（６）式により求めることが可能であり、底辺ＡＴは辺ＯＳの寸法から辺ＯＢの寸法を引けばよい。辺ＯＳの寸法は、前記（１）式により求めることができ、また辺ＯＢの寸法は、三角形ＯＹＺにおける辺ＹＺと同一寸法であり、辺ＹＺは三角関数計算により、
ＹＺ＝ Tanθ×ＯＹ    ……（７）
式から求めることが可能である。
【００２７】
同様にしてレール１３Ｂの頭頂面Ｔ２から上屋端１２Ａまでの距離ＺＶ１を求めればよい。これにより、上屋端１２Ａの建築限界を求めることが可能である。
但し、上述した建築限界は、内側のレール１３Ａと、外側のレール１３Ｂとが同一レベルにある場合のものであり、レーザー距離計測器７からレール１３Ａ及び１３Ｂまでの距離を計測した場合において、高さ寸法ＳＴと、ＵＶとに差がある場合は、軌道自体にカントがついていることを意味する。従って、この場合は、このカントの分だけ上屋端１２Ａの座標軸を回転させることが必要となる。この座標軸の回転は、レーザー距離計測器７にＲ２３２Ｃ等のインターフエースを介してノート型のパソコンを接続することにより、簡単に求めることが可能である。
【００２８】
なお、測定点Ｏから外側のレール１３Ｂまでの水平距離ＯＵと、測定点Ｏから内側のレール１３Ａまでの水平距離ＯＳとの差は、レール１３Ａ及び１３Ｂどうしの間の寸法（軌間寸法）であり、在来線の場合１０６７ｍｍである。そして、その１／２がレール中心となる。
【００２９】
このように本発明にあっては、プラットホーム上へ設置するだけで、上家端部の等の建築限界を非接触式で測定することが可能であり、極めて簡単且つ迅速に行え、しかも一人でも行うことができる。また、軌道上へ作業員が降りる必要がないため、極めて安全であり、列車運行の支障となることもない等の多くの利点を有している。
【００３０】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、非接触式のレーザー距離計測器７としては、他にもミリ波を用いた計測器であってもよい。また測定対象物は、プラットホーム１２の上屋端１２Ａの位置を測定する場合のみを説明したが、ホーム端であっても、その他の鉄道建築物であっても同様に計測することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るものであり、建築限界測定装置の全体斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るものであり、プラットホーム上へ建築限界測定装置を設置して上家端及び内外のレール内側端までの距離と角度とを測定している状態を示す図面である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るものであり、測定結果から建築限界を算出する方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３２】
１…レール、２…プラットホーム、３…基台、４…水平定規、５…垂直定規、６…フレーム枠体、７…レーザー距離計測器、８…水平器、９…簡易水平器、１０…水平器、１２…プラットホーム上屋、１２Ａ…上屋端、１３Ａ，１３Ｂ…レール
【図１】
2005265597.tif 000003
【図２】
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【図３】
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